Disaccaridi
I disaccaridi sono carboidrati costituiti da due unità di monosaccaridi legate tra loro da un legame glicosidico. Il legame tra le due unità di monosaccaride si può ritenere derivante dall’eliminazione di acqua fra un -OH anomerico del primo monosaccaride e un -OH dell’altro monosaccaride.
In tal modo i due monosaccaridi si ritrovano uniti mediante un atomo di ossigeno, attraverso un legame C-O-C detto appunto legame glicosidico.
Disaccaridi più comuni
Tra i disaccaridi più comuni si possono ricordare il saccarosio, il maltosio, il cellobiosio e il lattosio.
Il saccarosio si presenta sotto forma di polvere bianca e cristallina, ha formula C12H22O11 ed è noto per il suo ruolo nutrizionale. Esso è presente nella canna da zucchero e nelle barbabietole ed è costituito da una molecola di α-D-glucosio e da una molecola di β-D-fruttosio unite tra loro da un legame glicosidico fra il carbonio 1 anomerico del glucosio e il carbonio 2 anomerico del fruttosio: tale legame viene infatti detto 1,2-glicosidico. Il nome sistematico del saccarosio è α-D-glucopiranosil-β-D-fruttofuranoside.
Mentre il glucosio è presente nella forma ciclica a sei termini, il fruttosio compare nella forma ciclica a cinque termini altrettanto stabile quanto quella a sei.
Non avendo gruppi anomerici liberi, ovvero capaci di trasformarsi in gruppi carbonilici, il saccarosio è uno zucchero non riducente: non riduce il liquido di Tollens né dà la mutarotazione.
In particolare il saggio di Tollens è un saggio che è utilizzato per distinguere un’aldeide da un chetone il base alla loro differente ossidabilità.
Le aldeidi, infatti, a differenza dei chetoni, possono essere ossidate da agenti ossidanti relativamente blandi come lo ione Ag+ che si riduce ad argento metallico. Il reattivo di Tollens si prepara, al momento dell’uso, sciogliendo un cristallino di nitrato di argento in acqua, aggiungendo un paio di gocce di NaOH e la quantità di ammoniaca sufficiente a solubilizzare il prodotto che si è formato ovvero l’idrossido di argento AgOH. L’aggiunta di ammoniaca discioglie tale precipitato in quanto si forma il complesso diamminoargento Ag(NH3)2+.
Reazione con il reattivo di Tollens
La reazione che avviene tra un’aldeide e il reattivo di Tollens è la seguente:
RCOH (l) + 2 Ag(NH3)2+ (aq) + 2 OH–(aq) → 2 Ag (s) + RCOONH4 (aq) + 3 NH3(aq) + H2O (l)
Alcuni carboidrati hanno potere riducente come è verificabile con il reattivo di Tollens. Il carattere riducente non è una caratteristica specifica degli aldosi, giacché si ritrova anche nei chetosi.
Questa apparente anomalia si può spiegare tenendo presente che tutti i composti che hanno un gruppo –OH in posizione α rispetto a un gruppo carbonilico (ovvero in un composto α-idrossicarbonilico), perciò anche i chetosi danno luogo ad un equilibrio tra la forma chetonica e una forma che porta un gruppo –OH su un carbonio insaturo. Tale forma detta forma enolica, a sua volta, è in equilibrio con una forma aldeidica quindi complessivamente il chetoso è in equilibrio con l’aldoso isomero e si comporta, come l’aldoso da zucchero riducente.
Inversione del saccarosio
Dall’idrolisi del saccarosio si ottengono i due monosaccaridi liberi, con la particolarità che tale reazione porta alla cosiddetta inversione del saccarosio, ovvero all’inversione del senso di rotazione della luce polarizzata. Il saccarosio ha, infatti, un potere ottico rotatorio di + 66.5° , mentre quello del D-glucosio è di + 52.5° e quello del D-fruttosio è di – 92.4°. il risultato dell’idrolisi è quello di dare una miscela con potere ottico rotatorio complessivamente negativo.
Maltosio
Il maltosio è un disaccaride costituito da due unità di D-glucosio e può essere ottenuto per idrolisi parziale dell’amido. Le due molecole di D-glucosio si possono ottenere per idrolisi enzimatica catalizzata dalla maltasi.
Il legame glicosidico coinvolge il C(1) di una unità e il C(4) dell’altra e viene simbolizzato α-1,4. Riduce come i disaccaridi, fatta eccezione del saccarosio, il reattivo di Tollens.
Cellobiosio
Il cellobiosio è costituito da due molecole di D-glucosio e si ottiene per idrolisi parziale della cellulosa. A differenza del maltosio, però, le due molecole di D-glucosio si possono ottenere per idrolisi enzimatica catalizzata dall’enzima emulsina, ma non dalla maltasi, che è specifica per i legami α-glicosidici (in questo caso si ha un legame β-glicosidico).
Lattosio
Il lattosio è costituito da D-glucosio e da β-galattosio. Il legame glicosidico è β-1,4.
Avendo un ossidrile anomerico libero anche il lattosio è un disaccaride riducente. Nei processi metabolici il legame β-glicosidico è idrolizzato con formazione dei due monosaccaridi. La reazione complessiva di idrolisi del lattosio è catalizzata dall’enzima lattasi ed è la seguente:
C12H22O11 + H2O→ C6H12O6 + C6H12O6 + calore